
兵工学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (10): 250336-.doi: 10.12382/bgxb.2025.0336
收稿日期:2025-05-06
上线日期:2025-11-05
通讯作者:
基金资助:Received:2025-05-06
Online:2025-11-05
摘要:
针对模拟和再现爆炸冲击试验的三维场景可视化需求,基于虚拟仿真技术,结合爆炸场相关计算模型,搭建了一个用于研究和预测爆炸冲击波对目标的毁伤过程及毁伤效应的虚拟仿真系统。系统采用分层架构,涵盖场景管理、交互设计、威力表征与可视化仿真等层级,支持爆炸参数灵活配置、目标模型动态加载及多视角交互分析,能够适应不同类型和规模的爆炸场景。此外,基于Niagara粒子系统与物理引擎实时渲染技术,系统精准表征了火焰、烟雾、冲击波传播及目标毁伤效果如混凝土破碎、车辆结构变形等,并通过动态烟雾浓度调节功能优化观测清晰度。仿真系统以高度逼真的图形界面观察爆炸冲击的动态过程及物理现象,并支持用户在三维场景中的多视角及可缩放观察,从而提升研究的直观性和理解深度,大幅减少了实际试验的时间和成本,提供了一种安全、可靠且经济的研究手段。
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| 编号 | 场景坐标(x,y) | 旋转角度/(°) | 炸源距离/cm |
|---|---|---|---|
| 车辆1 | (240,500) | 90 | 554.6 |
| 车辆2 | (0,-700) | 30 | 700 |
| 混凝土1 | (360,-440) | 45 | 568.5 |
| 混凝土2 | (-240,0) | 0 | 240 |
| 混凝土3 | (800,-50) | 0 | 801.6 |
| 混凝土4 | (-800,800) | 30 | 1131.4 |
表2 虚拟试验场景中各目标详细信息
Table 2 Detailed information of targets in the virtual scene
| 编号 | 场景坐标(x,y) | 旋转角度/(°) | 炸源距离/cm |
|---|---|---|---|
| 车辆1 | (240,500) | 90 | 554.6 |
| 车辆2 | (0,-700) | 30 | 700 |
| 混凝土1 | (360,-440) | 45 | 568.5 |
| 混凝土2 | (-240,0) | 0 | 240 |
| 混凝土3 | (800,-50) | 0 | 801.6 |
| 混凝土4 | (-800,800) | 30 | 1131.4 |
| 目标编号 | 距离炸源 位置/cm | 超压峰值/ MPa | 正冲量/ (kPa·ms) | 正压作用 时间/ms |
|---|---|---|---|---|
| 混凝土1 | 568.5 | 0.208 | 965.589 | 5.884 |
| 混凝土2 | 240 | 1.186 | 1607.835 | 3.823 |
| 混凝土3 | 801.6 | 0.104 | 664.497 | 6.987 |
| 混凝土4 | 1131.4 | 0.055 | 338.826 | 8.301 |
| 车辆1 | 554.6 | 0.218 | 984.599 | 5.812 |
| 车辆2 | 700 | 0.136 | 789.676 | 6.529 |
表3 虚拟试验场景中各目标冲击波参数
Table 3 Shockwaveparameters of each target in the virtual test scene
| 目标编号 | 距离炸源 位置/cm | 超压峰值/ MPa | 正冲量/ (kPa·ms) | 正压作用 时间/ms |
|---|---|---|---|---|
| 混凝土1 | 568.5 | 0.208 | 965.589 | 5.884 |
| 混凝土2 | 240 | 1.186 | 1607.835 | 3.823 |
| 混凝土3 | 801.6 | 0.104 | 664.497 | 6.987 |
| 混凝土4 | 1131.4 | 0.055 | 338.826 | 8.301 |
| 车辆1 | 554.6 | 0.218 | 984.599 | 5.812 |
| 车辆2 | 700 | 0.136 | 789.676 | 6.529 |
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